La energía y el ser humano. Las máquinas

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La energía y el ser humano.
Las máquinas
Presentación de la unidad
La unidad se estructura en cinco grandes apartados:
–– Las principales transformaciones de la energía en la naturaleza, y
los dispositivos y aparatos para transformar y utilizar la energía.
–– Las fuentes de energía disponibles actualmente.
–– La sociedad actual ante las crecientes necesidades energéticas.
–– Las máquinas, sus tipos y su presencia en nuestras vidas.
–– Los grandes avances en ciencia y tecnología.
Acabamos la unidad con un proyecto científico relacionado con la
obtención de energía, para ejemplificar lo que son un diseño y una
maqueta, la fases de obtención y selección de materiales, los fun­
damentos teóricos de un proyecto innovador…
Recursos y materiales
Para el tratamiento de la unidad, además del libro del alumno y de
la propuesta didáctica, le serán de gran utilidad:
•Los materiales digitales asociados a la unidad.
•Recortes de prensa con informaciones sobre los problemas ener­
géticos actuales.
•Una caja de cartón, una botella y un tubo de plástico, un molini­
llo, pintura negra, un pincel.
•Mecheros, velas, linterna, pilas, dinamo…
•Máquinas simples del entorno: alicates, tijeras, tenazas, rampas,
poleas, sacacorchos, manubrio…
•Motor eléctrico pequeño de algún juguete en desuso, bicicleta,
carretilla…
Sugerencias generales
Ideas previas y dificultades de aprendizaje
El trabajo con la unidad no tiene especiales dificultades concep­
tuales, pero exigirá manejar un vocabulario técnico específico.
Consideramos importante que el alumnado comprenda a grandes
rasgos generales el funcionamiento de las centrales de energía
eléctrica. En ellas, los alternadores convierten la energía mecánica
del vapor de agua (obtenido a partir de distintas fuentes capaces
de generar calor, como el gas, el carbón, los materiales radiacti­
vos…), el viento o el agua circulante, en energía eléctrica.
Procedimiento de trabajo
Todos los aspectos tratados en la unidad tienen reflejo en la vida
cotidiana del alumnado: a su alrededor hay tomas de corriente
eléctrica, gran variedad de máquinas, pilas o motores. En sus viajes
habrán visto generadores eólicos, paneles fotovoltaicos o grandes
instalaciones para la producción de electricidad. Es seguro que ha­
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brán oído hablar de los altos costes de la energía, de la necesidad
de un consumo responsable, y de expectativas de avances en de­
terminados campos de las ciencias puras y aplicadas… No resulta
difícil proponer pequeñas tareas que se apoyen en observaciones
directas sobre el mundo que les rodea.
Dado que es la última unidad del curso, es buen momento para
reflexionar sobre el papel de la ciencia a la hora de estudiar a los
seres vivos que nos rodean para preservar el medio ambiente; de
mejorar el conocimiento sobre nuestro cuerpo para mantener
nuestra salud, y de investigar sobre el mundo físico para aprove­
char los recursos naturales y energéticos. A la vez, podemos apro­
vechar la ocasión para mostrar los riesgos derivados de una explo­
tación irracional de los recursos del planeta.
Aprendizaje cooperativo
Proponemos estructuras como lectura compartida, números iguales juntos, lápices al centro, mapa conceptual a cuatro bandas y
rompecabezas. Asimismo, recomendamos que los equipos o gru­
pos base sean de cuatro o cinco miembros (grupos heterogéneos),
constituidos por un miembro capaz de ayudar, dos o tres miem­
bros con habilidades medias y un miembro que necesite ayuda.
Tareas relacionadas
Le proponemos las siguientes tareas relacionadas con la unidad:
Tareas incluidas en el libro del alumno:
«Presentamos un proyecto. La chimenea solar».
Tareas en el apartado «Taller de ciencias»:
•«Cocinar con el Sol».
Otras tareas propuestas:
•Realizar un mural sobre todos los aparatos eléctricos que pue­
den encontrarse en sus casas, realizando un recuento global de
frigoríficos, televisores, ordenadores, aparatos de radio, mó­
dems, mantas eléctricas, humidificadores, calculadoras… ¿Cuál
será el aparato más frecuente? ¿Y el más insólito? ¿Sabemos pa­
ra qué sirven todos ellos?
•A partir del listado anterior podemos ver cuáles de ellos se co­
nectan directamente a una toma de corriente, cuáles funcionan
exclusivamente con pilas o baterías y cuáles funcionan indistinta­
mente por uno u otro sistema.
•Lo mismo podríamos hacer con aparatos que funcionan con una
energía que no sea eléctrica: cocinas, calentadores y estufas de
gas, vehículos con motores de combustión, calderas de gasoil…
¿Podemos llegar a la conclusión de que nuestra sociedad es
eminentemente «eléctrica»?
•Podemos crear «grupos de documentación» que traten de buscar
noticias en periódicos relacionados con la producción, el consu­
mo, los costes o los problemas relacionados con la energía, y que
coloquen estas noticias en el tablón de anuncios del aula.
Educación en valores
Efemérides
•5 de junio: Día Mundial del Medio Ambiente (ONU). Nos dará
pie a insistir en la relación existente entre el uso de la energía (el
tipo de desarrollo) y la protección ambiental.
En esta unidad se desarrollan, principalmente, los valores siguientes:
Anticipación de tareas
•Responsabilidad al aprovechar el tiempo, manipular materiales y
participar activamente en tareas individuales y de grupo.
•Perseverancia en la realización de tareas y en la observación de
fenómenos.
Al acabar el curso podría dedicar un par de sesiones a revisar lo
trabajado durante el curso y adelantar el contenido del curso de
Ciencias de la Naturaleza 6.º. Es una buena ocasión para hacer un
pequeño cuestionario acerca de las unidades que han resultado
más interesantes; del tipo de experiencias o actividades que re­
cuerdan con agrado; del funcionamiento de los grupos de traba­
jo… Y de recibir sugerencias para mejorar el trabajo del año que
viene.
•Respeto por los materiales e instrumentos y por las aportaciones
de los demás en la realización de trabajos en grupo.
•Compañerismo en la realización de trabajos en grupo.
•Creatividad al investigar, proponer hipótesis y resolver proble­
mas. También, en las fases de diseño y realización de proyectos.
ESQUEMA DE LA UNIDAD
LA ENERGÍA
se transforma de
la obtenemos de
Unas formas
en otras
Las fuentes
de energía
es una necesidad
básica para
la necesitan
Hacer funcionar
nuestros medios
de transporte,
máquinas del
hogar, industrias,
ordenadores,
que pueden ser
Las máquinas
que nos ayudan
Cocinar…
Renovables
No renovables
como
como
A desarrollar
nuestras
actividades
(construir
edificios, realizar
tareas agrícolas,
pescar…)
que pueden ser
Sol
Carbón
Viento
Petróleo
Agua en
movimiento
Gas natural
Biomasa
Combustibles
nucleares
Simples
Compuestas
que han permitido
Avances científicos
y tecnológicos
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9
La energía y
el ser humano.
Las máquinas
Después de leer
Trabajo con la imagen
1 Observa la ilustración. Haz una lista con las fuentes de energía
renovables que se muestran en ella.
2 Los personajes del dibujo están pensando en rehabilitar las
casas, en unir terrenos... ¿De qué manera crees que afectan a
la naturaleza nuestros modos de vida?
Pienso y opino
3 En la lectura, los habitantes del lugar están contentos con
los nuevos vecinos. ¿Por qué crees que lo están? Explica las
ventajas que puede tener usar fuentes de energía renovables.
¿Cómo podrías colaborar para reducir el consumo de energía
en tu casa y en el colegio?
Una nueva vida para el pueblo
Varios amigos llegan a un pequeño pueblo con la intención de
quedarse en él y cambiar los trabajos y los modos de vida que
ahora tienen en la ciudad. Hablan de sus planes:
— Compraremos esas cuatro casas, las rehabilitaremos y uniremos los terrenos para hacer una gran huerta comunal.
— Construiremos albercas para recoger agua en la temporada
de lluvias y emplearla para regar durante los meses de verano.
— Sí, además usaremos fuentes renovables de energía. En los
tejados, podemos instalar placas solares para calentar agua.
Trabajo con el texto
• Busca en un diccionario las
palabras destacadas en el
texto y lee su significado.
• Muchos aparatos que hay
en tu casa necesitan energía
para funcionar. ¿Sabes de
dónde procede esa energía?
— De acuerdo, pero también podemos colocar algunos molinos
eólicos que proporcionarán electricidad cuando sople el viento,
de día y de noche.
Los amigos hablan con los habitantes del lugar y tratan de conocer detalles sobre el clima de la zona, el tipo de cultivos y los
mercados próximos. La gente está contenta de tenerlos allí. Si se
quedan como nuevos vecinos, podrán mantenerse abiertas las
tiendas, las escuelas… Será una nueva vida para el pueblo.
134
Sugerencias metodológicas
Si comparamos la ilustración de esta página con las de las dos unida­
des anteriores, observaremos muchos cambios en las formas de vida,
en las edificaciones, en las necesidades energéticas… Los protagonis­
tas de esta historia no temen al invierno, no tienen que salir a pescar ni
se arriesgan a buscar nuevas tierras. Pero también deben resolver pro­
blemas, en este caso relacionados con el aprovechamiento de unos re­
cursos limitados y costosos, como son el agua y la energía, para cuya
solución hay algunos recursos tradicionales y otros novedosos.
La lectura da también pie para tratar un problema actual: el despobla­
miento de algunas zonas rurales, en parte compensado por personas
que abandonan las grandes ciudades para buscar un estilo de vida
más relacionado con la naturaleza y sus recursos. En relación con esto,
podría encuestarse a los escolares acerca de dónde les gustaría vivir
dentro de treinta años, cómo imaginan que serán entonces sus casas,
los vehículos de transporte, las comunicaciones, si creen que ese futu­
ro tiene que ver con los avances científicos que se producirán estas
tres próximas décadas... Se les puede sugerir que guarden sus res­
puestas en un sobre cerrado y que las abran dentro de treinta años.
Seguramente, se sorprenderán.
Trabajo con el texto
Las definiciones solicitadas son:
Rehabilitar (verbo): Volver a hacer algo que se ha deteriorado (por
ejemplo, una casa) apto para su uso.
Alberca (sust., fem.): Depósito artificial de agua, con muros de cemen­
to, piedra o ladrillo, que será usado para el riego.
Placa solar (sust., fem. + adj.): Panel recubierto por cristal, en cuyo in­
terior se alojan dispositivos capaces de aprovechar la energía proce­
dente del sol; si transforman la energía luminosa del sol en energía
eléctrica se llaman placas o células fotovoltaicas.
Eólico (adj., masc.): Relativo al viento. (Procede de Eolo, nombre del
antiguo dios griego de los vientos).
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Las respuestas acerca de la procedencia de la energía son variables y
se trata de que el alumnado reflexione sobre ellas:
–– Si es energía eléctrica, de la producida en distintas centrales; tam­
bién, de pilas y baterías producidas en fábricas.
–– Si se trata de gas natural, gasóleo u otros combustibles fósiles, del
petróleo y gases asociados.
–– En el caso del carbón, de minas.
–– Es posible que algunos alumnos tengan paneles fotovoltaicos o
pequeños molinos eólicos que produzcan electricidad con la que
hacer funcionar aparatos de bajo consumo.
Después de leer
1 Son renovables el sol, el viento y la biomasa del bosque. (El alumnado
tenderá a confundir los dispositivos que aprovechan las fuentes con
las fuentes propiamente dichas).
2 Respuesta abierta, en la que pueden citarse: reducción de espacios
naturales, afeamiento de paisajes, agotamiento rápido de recursos…
3 La lectura dice que están satisfechos porque los nuevos vecinos per­
mitirán que se mantengan abiertas tiendas y escuelas. Las fuentes re­
novables de energía no contaminan y favorecen la independencia
energética. La reducción de consumos pasa por instalar aparatos de
alta calificación energética, por aislar bien las viviendas, por no consu­
mir más energía que la indispensable…
Aprendizaje cooperativo. Con la estructura de lectura compartida y en grupos heterogéneos de cuatro miembros, se puede
abordar la lectura y las actividades asociadas. Además, si decide
realizar la encuesta sugerida, podría encargar a los mismos gru­
pos, con la estructura de números iguales juntos, que realicen la
ordenación de los datos, que los cuantifiquen en tablas y que rea­
licen algún diagrama de barras para mostrar el tipo y la frecuencia
de los aparatos existentes.
Aparatos que transforman la energía
¡Qué curioso!
Transformaciones de energía en la naturaleza
En la naturaleza se producen continuas transformaciones de
energía. Algunos ejemplos son:
Unidad
9
Las transformaciones de energía
La palabra energía se introdujo en el lenguaje científico en
1855 por Rankine, por lo que se
puede considerar una palabra
novedosa. Antes se la denominaba «fuerza».
• La energía nuclear del sol se transforma en energía luminosa
y térmica.
Los seres humanos hemos inventado aparatos
para transformar unas formas de energía en otras.
Algunos de los más conocidos son los alternadores, las pilas y las baterías, los paneles fotovoltaicos o los motores eléctricos y de combustión.
• Los alternadores son dispositivos que transforman la energía cinética del viento o del
agua en energía eléctrica; se utilizan para
producir electricidad en las centrales eléctricas y en los coches.
• Las pilas y las baterías transforman en electricidad la energía química de las sustancias que se
combinan; es decir, reaccionan en su interior.
• La luz solar se transforma en energía química en la fotosíntesis, que realizan las plantas y las algas verdes.
• La energía química de los alimentos la transformamos los seres vivos en energía térmica y cinética.
Energía química (gasoil)
Motor
se
transforma en
Energía térmica
Energía cinética
• Los paneles fotovoltaicos producen energía
eléctrica a partir de energía luminosa.
• La energía eléctrica de los rayos de las tormentas se transforma en energía luminosa y térmica.
que
• Los motores eléctricos transforman la electricidad en energía cinética y energía térmica.
• Los motores de combustión utilizan el gasoil
o la gasolina para transformar la energía química de estos combustibles en energía térmica y en energía cinética.
ACTIVIDADES
Va al alternador
Mueve el coche
que la transforma en
que se usa
Energía eléctrica
3 Averigua qué son los molinos de viento
Trabajo con la imagen 1
En el interior del Sol y del resto de las estrellas se están produciendo una serie de cambios
denominados reacciones nucleares. Parte de estos cambios
los percibimos en forma de luz
y calor. Busca información y di
qué otro tipo de energía emite
el sol.
ACTIVIDADES
1 Cuando juegas a la pelota, tu cuerpo desprende energía. ¿En qué formas?
y de agua, y di qué transformaciones de
energía se producen en ellos y para qué
se usan.
4 Las pilas son dispositivos que contienen en su interior sustancias químicas.
Cuando se activan, la energía química se
transforma en energía eléctrica. Busca información y responde:
•
Para encender
las luces,…
que va a
La batería
donde se almacena
en forma de
•
•
•
2 Haz una breve redacción explicando cómo
utilizan las plantas la luz solar.
Energía química
que se
transforma en
Trabajo con la imagen 2
En la imagen se observan las transformaciones de
energía en un automóvil. Escribe un breve texto explicándolas.
136
Sugerencias metodológicas
Podemos detenernos en las transformaciones realizadas en la natura­
leza para recordar que las plantas (en general, los seres fotosintéticos)
son las que mantienen la vida en el planeta, transformando la energía
luminosa en energía química, aprovechada por otros seres vivos.
En Internet podemos encontrar fotos y vídeos de alternadores, moto­
res, paneles fotovoltaicos y motores de combustión. Conviene que
conozcan cómo son estos aparatos y, sobre todo, su función. También
conviene aclarar la diferencia entre una pila y una batería.
Sugerimos recordar la recogida selectiva de pilas y de cacharrería
eléctrica en puntos limpios; y concienciar sobre el uso innecesario de
algunos aparatos inútiles (por ejemplo, diademas con lucecitas, que a
pesar de su bajo precio suponen un altísimo coste medioambiental).
Soluciones
Trabajo con la imagen
Respuesta abierta. Se valorará la consulta de diversidad de fuentes, la
creatividad y la pulcritud en la presentación de la información.
1 La energía desprendida es en forma de calor. Además de la despren­
dida, posee energía cinética debida al movimiento mientras juega.
2 Mediante la fotosíntesis, la savia bruta que llega a las hojas se convier­
te en savia elaborada (con los nutrientes necesarios para la planta).
3 Los molinos eólicos se mueven con la energía cinética del viento; los
antiguos molinos de viento conducían el movimiento de las aspas a
unos engranajes que movían ruedas con las que se trituraba por
ejemplo el grano; los actuales molinos eólicos transforman la energía
cinética del viento en energía eléctrica. Los molinos hidráulicos mo­
vían sus aspas gracias a las corrientes de agua de arroyos naturales o
canales artificiales y tenían el mismo propósito que los de viento.
4 a) En general, es un recipiente hermético, de cubierta metálica, con
dos polos, uno positivo y otro negativo. Suelen ser cilíndricas pero
también las hay con forma de prisma. Transforman energía química en
137
energía eléctrica. b) Contienen sustancias químicas (en muchos casos,
puede leerse su contenido: mercurio, litio, níquel…). c) Las ventajas
son: volumen reducido y poco peso, por lo que son fácilmente trans­
portables. Las desventajas: no pueden hacer funcionar grandes apa­
ratos. Su producción es costosa y suelen tener productos contaminan­
tes. d) Por los productos contaminantes que contienen, que deben
ser extraídos y vertidos en lugares especiales, o reutilizados.
Actividades de refuerzo
1 ¿Qué tipo de transformación de energía se produce en un alternador?
Solución: La energía cinética del viento, del agua o de las ruedas de
un coche se transforman en electricidad.
Actividades de ampliación
1 Toma una pila o una batería, dibújala y escribe las inscripciones que
aparecen en ella. Trata de entender y anotar su significado.
Solución: Aparecerán la marca comercial, las inscripciones + y – que
indican la polaridad, la composición química, el tipo de pila (AA, AAA
o similar), el voltaje (indicado por ejemplo como 1,5 V), en algunos
casos la fecha de caducidad, si es o no recargable…
Proyectos
Para investigar
Averiguar para qué sirven y qué energía usan: un cargador solar de
baterías, un cepillo eléctrico recargable, un robot aspirador sin cables.
Aprendizaje cooperativo. Grupos heterogéneos con estructura
de rompecabezas: En torno a la actividad 4, sobre las pilas y bate­
rías, se pueden organizar los subtemas: tipos de pilas, sustancias
que contienen y voltajes que proporcionan, contaminación y for­
mas de evitarla (puntos limpios existentes)…
111
Las fuentes de energía renovables
ACTIVIDADES
1 Nombra los combustibles que se usan en tu
casa y di para qué se
emplean.
Las fuentes de energía no renovables
2 ¿Cuál es el origen de los
Las fuentes de energía no renovables son aquellas que se agotan más deprisa de lo que se producen en la naturaleza.
combustibles fósiles?
Las fuentes de energía no renovables son:
• Los combustibles fósiles. Se llaman así porque se formaron
hace millones de años en el interior de la corteza terrestre a
partir de restos de seres vivos. Son el carbón, el petróleo y el
gas natural. Se utilizan como combustibles en vehículos y calefacciones y, también, para obtener electricidad en instalaciones llamadas centrales térmicas.
Trabajo con la imagen 1
Observa la imagen y elabora
un breve texto en el que expliques cómo funciona una central térmica de carbón.
• Los combustibles nucleares. Son sustancias radiactivas, como
el uranio, que se usan en las centrales nucleares para transformar la energía nuclear de esas sustancias en energía eléctrica.
ACTIVIDADES
Las fuentes de energía renovables son aquellas que no se agotan con el uso o que se regeneran en la naturaleza a medida
que se consumen; por eso pueden considerarse inagotables.
3 Clasifica las fuentes de
Unidad
9
Las fuentes de energía
energía siguientes en
renovables y no renovables: madera, carbón,
viento, sol, petróleo,
hojas, agua en movimiento.
Algunas de las fuentes de energía renovables son el sol, el viento, los saltos de agua y la biomasa.
• El sol nos proporciona energía luminosa y térmica, que aprovechamos en paneles solares para producir electricidad y calentar agua.
• El viento aporta energía cinética y mueve los objetos con los
que interactúa. Esta energía la aprovechamos en los molinos
de viento para moler el grano y también en los aerogeneradores, para producir energía eléctrica.
• Cuando el agua almacenada en los embalses se deja salir al
cauce del río, puede hacer girar turbinas que producen electricidad. Las instalaciones que transforman la energía de los saltos
de agua en energía eléctrica se llaman centrales hidroeléctricas.
• La energía de la biomasa es la energía química que contienen
los seres vivos. De la biomasa se extraen combustibles de origen animal o vegetal, como madera, resinas, aceites y grasa...
Trabajo con la imagen 2
Observa la imagen y elabora
un breve texto en el que expliques cómo funciona una
central hidroeléctrica. ¿Qué
diferencias observas entre la
central térmica de carbón y la
hidroeléctrica?
1. La combustión del carbón produce energía térmica.
2. El calor se emplea en producir vapor de agua.
3. La energía cinética debida al movimiento del vapor de agua se convierte en energía eléctrica mediante un alternador.
Humo
4. En la torre de refrigeración y en el condensador, el vapor de agua se
convierte en agua líquida que vuelve a la caldera.
5. La energía eléctrica se transporta a través del tendido eléctrico.
Embalse
Presa
Tendido
eléctrico
Vapor de agua
5
Alternador
4
3
Carbón
Torre de
refrigeración
Alternador
1
4
Condensador
Caldera
2
Agua líquida
Transformador
Agua en
movimiento
Turbina
Vapor de agua
138
Sugerencias metodológicas
139
Actividades de refuerzo
Sugerimos remarcar los rasgos comunes y los distintivos de los diversos
sistemas de obtención de electricidad: en todos los casos, hay un alter­
nador que convierte el movimiento en electricidad y que se mueve gra­
cias al vapor, al viento, al agua en movimiento.
1 Las grandes centrales eléctricas pueden ser hidroeléctricas, térmicas
Puede informarse de que las grandes centrales son hidroeléctricas,
térmicas o nucleares. La potencia de cada una de ellas equivale a de­
cenas o cientos de aerogeneradores y a cientos o miles de paneles
fotovoltaicos. Ello explica los enormes «huertos solares» o los «bos­
ques» de aerogeneradores que podemos observar en el paisaje.
2 ¿Por qué muchas centrales eléctricas utilizan un alternador?
La biomasa ha sido utilizada siempre como fuente de energía. Hoy con
nuevas alternativas, como, por ejemplo, las estufas de pellets, que utili­
zan los restos de material arbóreo que no tiene otros usos comerciales.
Cabe diferenciar entre los paneles solares térmicos y los fotovoltaicos.
En el primer caso se aprovecha directamente la energía térmica del
sol; en el segundo, la luz solar es la que se transforma en electricidad.
Soluciones
Trabajo con la imagen 1
El texto debe partir de los puntos 1 a 5 de la ilustración de esta página.
Debe tratarse de que el alumnado utilice el vocabulario adecuado.
Trabajo con la imagen 2
Lo mismo que en la actividad anterior. Se trata de mostrar la diferen­
cia basada en que el movimiento del alternador se produce mediante
el vapor de agua y el agua en movimiento.
1 Si se emplean, suelen ser butano, propano, gas natural, gasoil… y en
algunos casos madera, carbón, pellets…
2 Tienen origen en restos de seres vivos, transformados durante millo­
nes de años y a grandes presiones dentro de la corteza terrestre.
3 Son renovables: madera, viento, sol, hojas, agua en movimiento. Son
no renovables el carbón y el petróleo.
112
Agua aprovechada
para regar, etc.
y nucleares. ¿Qué diferencias hay entre ellas?
Solución: Se diferencian en la fuente de energía que utilizan: los saltos
de agua, el gas o el carbón y la energía nuclear.
Solución: Porque en el caso de que se transforme la energía cinética,
es el aparato que convierte el movimiento (del vapor, del agua, del
viento…) en corrientes eléctricas.
Actividades de ampliación
Proyectos
Para investigar
Unas personas se oponen a la construcción de centrales nucleares.
Otras, por el contrario, son partidarias de utilizar esta energía.
Busca los argumentos que dan unas y otras y escribe tu opinión. Se
trata de que los escolares reflexionen sobre los planteamientos de
los primeros: 1) Son caras de construir; las obras pueden durar en­
tre diez y treinta años. 2) Producen residuos que son peligrosos y
caros de guardar durante miles de años. 3) El uranio que utilizan
hay que comprarlo y es una fuente no renovable; y de los segundos
1) Una central nuclear produce una gran cantidad de energía. 2) Es
una alternativa al petróleo o al gas, que son caros, se extraen en
otros países y necesitan ser transportados por mar, gaseoductos...
3) Las centrales termonucleares no necesitan saltos de agua (no
hay que construir embalses); pero sí necesitan agua.
Aprendizaje cooperativo. Lápices al centro, grupos heterogé­
neos de cuatro miembros. Investigación sobre las centrales de
producción de electricidad (las fuentes que utilizan, sus ventajas y
sus inconvenientes). Cada miembro se ocupa de investigar sobre
un tipo de central.
Consejos para ahorrar energía
En la imagen inferior se muestran algunos consejos que puedes
seguir para ahorrar energía.
La energía: una necesidad básica
La energía es una necesidad básica para las personas. Si te fijas,
a diario usamos diferentes fuentes de energía: le ponemos gasolina o gasoil al coche; enchufamos frigoríficos, ordenadores,
televisores a la red eléctrica; cocinamos los alimentos...
Trabajo con la imagen 2
Haz una tabla en la que indiques cuáles de estas medidas
sigues en tu casa.
Unidad
9
La necesidad de energía
Pero, además, necesitamos la energía solar y la contenida en los
alimentos para vivir.
Los problemas del gran consumo de energía
La mayor parte de la energía que consumimos es energía eléctrica, cuyo proceso de producción en las centrales térmicas, hidroeléctricas y nucleares ocasiona cambios en el paisaje, contaminación y agotamiento de las fuentes de energía no renovables
que se utilizan en ellas.
Los cambios en el paisaje
La construcción de embalses y presas para almacenar el agua
que usan las centrales hidroeléctricas implica que se inunden
grandes zonas de terreno, lo que provoca la alteración de ecosistemas y la desaparición de zonas de cultivo.
La contaminación
Trabajo con la imagen 1
Industrias como las refinerías
de petróleo expulsan gran cantidad de gases a la atmósfera
que provocan entre otros problemas lo que se conoce como
lluvia ácida. Infórmate y di a
quién afecta especialmente la
lluvia ácida.
La gasolina o el gasoil que se utiliza en los motores de los coches
y el carbón que se quema en las centrales térmicas desprenden
gases a la atmósfera que son perjudiciales para los seres vivos.
En las centrales nucleares, se producen residuos radiactivos
muy peligrosos para la salud y el medio ambiente si no se almacenan de acuerdo con las medidas de seguridad establecidas.
El agotamiento de las fuentes no renovables
Nuestra sociedad cada vez consume mayor cantidad de energía
que procede de las fuentes de energía no renovables: los combustibles fósiles y las sustancias radiactivas terminarán por agotarse.
El futuro de la energía y la humanidad
Para solucionar estos problemas y garantizar el suministro de
energía en el futuro, es necesario tomar medidas, como utilizar
las fuentes de energía renovables, que no se agotan y son más
limpias y respetuosas con el medio ambiente. También es necesario concienciar a todos los ciudadanos de la necesidad de
ahorrar energía.
ACTIVIDADES
1 Explica qué ventajas
tiene el que 40 personas del mismo barrio
que van a sus trabajos
en 20 coches, decidan
cambiar su medio habitual de transporte
por el autobús.
140
Sugerencias metodológicas
Podemos organizar un gran debate en torno a varios puntos básicos:
1. La energía se necesita para hacer funcionar máquinas de hogares,
hospitales, fábricas, industrias, centros de trabajo, granjas… 2. Cada
uno de esos lugares necesita cada vez más energía, porque nuestro
mundo está muy tecnificado. 3. La mayor parte de la energía que hoy
utilizamos proviene del petróleo y del gas, dos fuentes no renovables
4. La población del planeta crece de año en año y todo el mundo re­
quiere más energía. 5. Existen problemas medioambientales muy se­
rios, como los que se mencionan en el texto.
Para resolver el problema pueden ofrecerse distintas soluciones: es
necesario buscar fuentes de energía alternativas al petróleo y al gas,
reducir o frenar el acelerado consumo de energía... (en este punto
convendría recoger propuestas del alumnado). En lo que se refiere a
la limitación de consumos domésticos, uno de los objetivos es que el
propio alumnado pueda controlar sus usos de energía, sobre todo en
situaciones en que esta no es indispensable.
Soluciones
Trabajo con la imagen 1
La «lluvia ácida» se desplaza con las nubes, por lo que puede llegar a
lugares muy distantes del lugar en que se producen y deteriorar espa­
cios naturales, modificar el equilibrio químico de ríos y mares e inclu­
so producir daños en monumentos y edificios. Aunque todo esto es
perjudicial en su conjunto para los seres humanos, las personas que
más la padecen son las que sufren problemas respiratorios o alergias.
Trabajo con la imagen 2
Podemos orientar la estructuración de la tabla sugiriendo dos colum­
nas: Para aprovechar mejor la energía y Para evitar el derroche ener­
gético.
1 Se obtiene un notable ahorro energético al utilizar menos combusti­
bles; además, se contamina menos y se reducen los costes.
141
Actividades de refuerzo
1 Cita los tres grandes problemas derivados del gran consumo de
energía.
Solución: Agotamiento de las fuentes no renovables de energía, contaminación y alteraciones del paisaje.
2 Propón medidas para ahorrar energía en el colegio donde estudias.
Solución: No dejar las luces de la clase encendidas durante el recreo,
si no hay nadie dentro. Evita encender luces en los pasillos, si no son
indispensables. No dejes innecesariamente aparatos encendidos.
Cierra ventanas y puertas si está encendida la calefacción.
Actividades de ampliación
Proyectos
Para investigar
Las centrales hidroeléctricas, basadas en saltos de agua, tienen
ventajas e inconvenientes. Buscad información sobre este tipo de
centrales y escribid unas líneas con vuestras conclusiones. Estas
centrales no son contaminantes y, una vez construidas, la fuente de
energía es gratuita; pero son caras de construir; presentan proble­
mas medioambientales durante la construcción (como modifica­
ción de paisaje), y la producción de energía es irregular pues de­
pende de las precipitaciones.
Aprendizaje cooperativo. Grupos heterogéneos de cuatro
miembros, con estructura de mapa conceptual a cuatro bandas.
Elaborar un mapa conceptual en el que se reflejen estos conteni­
dos: transformaciones de la energía en la naturaleza, aparatos que
transforman energía (centrales de producción de energía eléctri­
ca), fuentes de energía y sus tipos… Los grupos se mantendrán
durante el desarrollo de la unidad.
113
Las máquinas necesitan energía
Las máquinas nos ayudan
Trabajo con la imagen 1
A
Al principio, estas máquinas las movían las personas. Más adelante, se utilizaron animales, como el caballo, la mula o el buey.
Las máquinas necesitan energía para funcionar:
por ejemplo, un abrebotellas necesita la energía que le proporciona la fuerza de una persona para abrir una botella; un autobús necesita
la energía de un combustible para moverse; y
una lavadora necesita electricidad para hacer
girar el tambor y así lavar la ropa.
Hay máquinas, como ya has estudiado, cuya
principal tarea es transformar la energía que reciben en otro tipo de energía. Por ejemplo, un
alternador convierte energía cinética en electricidad, o un motor de combustión transforma la
energía de un combustible en energía térmica
y cinética.
Los seres humanos hemos inventado máquinas que ahorran esfuerzos y nos ayudan a desarrollar muchas de nuestras actividades. Se emplean para construir casas y caminos, realizar tareas
agrícolas o extraer minerales del interior de la Tierra.
Actualmente, disponemos de máquinas muy complejas que permiten realizar trabajos más rápidamente y con menos esfuerzo.
Por ejemplo: disponemos de tractores o cosechadores, que facilitan el trabajo en la agricultura; de ordeñadoras o dispensadores de pienso, que lo hacen en el de la ganadería; camiones
o grúas que se utilizan en la construcción o para transportar o
mover cargas muy pesadas; de robots automáticos, que se emplean en la industria, etc.
Unidad
9
Las máquinas y la energía
¡Qué curioso!
Thomas Alva Edison fue el inventor estadounidense que más
contribuyó al cambio de vida de
las personas en las sociedades
industrializadas.
Patentó más de mil inventos
entre los que se encuentran: la
bombilla incandescente, cuya
fabricación a gran escala abarató el coste de la luz; el fonógrafo, que permitió grabar y reproducir sonidos; las películas; la
telefonía…
Trabajo con la imagen 2
B
Los tipos de máquinas
Las máquinas están formadas por varias piezas
o componentes. Según el número de componentes, las máquinas se clasifican en simples y
compuestas.
Las máquinas simples
Las máquinas simples son las que están formadas por pocas piezas. Son máquinas simples la
palanca, el plano inclinado, la rueda y la polea.
Las máquinas compuestas
Las máquinas compuestas están formadas por
muchos componentes, algunos de los cuales
son máquinas simples.
Las piezas de las máquinas compuestas están
relacionados entre sí para realizar conjuntamente una función. Algunos de estos componentes son mecánicos, como las ruedas, los
ejes o los volantes; otros son eléctricos, como
los motores o las pilas; también los hay electrónicos, como las resistencias.
Las fotos muestran dos máquinas; ¿son simples o
compuestas? Justifica tu respuesta.
¿Qué energía es necesaria para que la barca de la
imagen A se mueva?
En la imagen B, se observa el interior de un reloj. El
movimiento de los engranajes es lo que hace que
las manecillas se muevan. ¿Cómo definirías engranaje? Busca ahora su significado en el diccionario y
compáralo con el que tú has dado.
Observa las fotografías y escribe un breve texto en el que expliques
cómo la evolución de las máquinas ha contribuido a la mejora de las
labores agrícolas.
ACTIVIDADES
1 Cada trabajo tiene sus máquinas caracte-
2 ¿Cómo crees que eran las máquinas que
rísticas. Infórmate y haz una lista con algunas de las máquinas que utiliza un carpintero, un peluquero y un pescador.
3 ¿Por qué son importantes las máquinas en
utilizaban los agricultores hace cien años?
las industrias?
142
Sugerencias metodológicas
En cursos anteriores se han estudiado ya las diferencias entre máqui­
nas simples y compuestas, y máquinas y aparatos destinados a diver­
sos usos. Lo importante es ver que cada una precisa de una fuente y
de una forma de energía que, a lo largo de la historia, ha ido cambian­
do y adaptada a usos y progresos. Además de esto, conviene resaltar
la idea de que hay máquinas que solo transforman energía, como es
el caso de los motores y los alternadores.
En catálogos de ferreterías, tiendas de bricolaje y grandes superficies,
hay fotografías y descripciones de máquinas que podrían recortarse
para crear algunos murales específicos sobre máquinas: para el hogar,
para las tareas del campo, para el ocio, para la comunicación… Véase
además que muchas máquinas se nombran de acuerdo con su propó­
sito: cortacésped, batidora, amoladora, taladradora… Resultará curio­
so conocer la etimología de otras como el teléfono, el estetoscopio,
el telescopio, el audífono…
Se puede analizar la evolución de ciertas máquinas: de las grúas de
acción humana y animal a las eléctricas; de los taladros manuales a los
eléctricos; de los vehículos de tracción animal a los actuales…
Soluciones
Trabajo con la imagen 1
– La canoa podría considerarse una máquina simple, puesto que está
formada solo por palancas, que son los remos. El reloj es una má­
quina compuesta, formada por muchas piezas como ruedas, balan­
cines, engranajes…
– La canoa se mueve gracias a la energía cinética proporcionada por
el ser humano.
– Al tiempo que se ve la definición («conjunto de ruedas dentadas
que engranan o se conectan entre sí para transmitir movimiento de
un componente a otro dentro de una máquina») podemos encargar
un pequeño trabajo de documentación acerca de máquinas y ju­
114
143
guetes que contienen engranajes (que son muchas de las que se
mueven, desde cochecitos de juguete y muñecos articulados hasta
grandes motores de grúas, coches o barcos).
Trabajo con la imagen 2
Respuesta abierta. Deberán relacionarla con el aumento de la produc­
tividad y la descarga de trabajos humanos.
1 De carpinteros: martillos, tenazas, berbiquíes, sierras, taladros, cepi­
llos, formones…; de peluqueros: peines, tijeras, secadores, cortapati­
llas…; de pescadores: cañas, grúas, remos… Dentro de cada catego­
ría podemos diferenciar máquinas simples y compuestas, o agrupar
las máquinas según la fuente de energía que utilizan.
2 Hace cien años, la mayoría de las herramientas eran manuales, aun­
que ya había segadoras, cosechadoras y tractores en ciertos lugares,
que utilizaban energía química para hacer funcionar sus motores.
Podríamos encargar un trabajo de investigación sobre el arado roma­
no que se ve en la imagen, y que ha estado vigente durante siglos.
3 Porque permiten realizar un trabajo automático (muchas unidades de
un mismo artículo) y a mucho menor coste.
Actividades de refuerzo
1 Nombra varias máquinas simples y varias compuestas, y di qué forma de energía precisa cada una.
Solución: Máquinas simples son la palanca, la rueda, el plano inclinado y la polea, y compuestas todas las demás. En cuanto a la forma de
energía, no debe simplificarse: cinética en ruedas, poleas, planos inclinados… eléctrica en motores.
Actividades de ampliación
1 Aconsejamos presentar en clase alguna máquina compuesta, como
una carretilla o una bicicleta, y describir las máquinas sencillas de
que se compone, las zonas donde se aplican las fuerzas, la energía
que las hace funcionar y cómo ayudan a realizar los trabajos.
Durante el siglo xx e inicios del xxi se han producido numerosos avances en la ciencia y en
la tecnología que han mejorado la vida de las
personas. Estos avances se pueden agrupar
dependiendo de los diferentes campos de
aplicación.
Trabajo con la imagen 1
A
• En el transporte marítimo, se han desarrollado grandes barcos con sistemas de navegación que facilitan el transporte de
pasajeros y de mercancías.
La electricidad se genera en las centrales eléctricas y se transporta hasta nuestras casas o industrias, a través de tendidos eléctricos.
• En el transporte aéreo, se han construido grandes aviones,
capaces de volar a gran velocidad.
La avances en la comunicación
B
Entre las máquinas que han mejorado las tareas
domésticas y han hecho más confortable la vida
en el hogar se pueden citar la lavadora, la aspiradora, el frigorífico, los sistemas de calefacción...
Trabajo con la imagen 2
Los helicópteros se utilizan entre otras cosas para transportar personas heridas u órganos
para realizar trasplantes a hospitales. Busca información y cita
otras aplicaciones de este medio de transporte.
Entre los grandes avances en la comunicación, se pueden destacar la telefonía fija y la telefonía móvil, la radio, la televisión,
los satélites artificiales e Internet, que han conseguido que las
comunicaciones sean muy rápidas y nos han permitido acceder
a gran cantidad de información.
La informática
La aparición de los ordenadores personales ha supuesto una
gran revolución tecnológica, que ha cambiado la forma de trabajar, de comunicarse o de entretenerse.
Los avances en las ciencias
• En física, se puede destacar el descubrimiento de la energía atómica. Este descubrimiento permite en la actualidad obtener
energía eléctrica en las centrales nucleares.
• En biología, cabe destacar la elaboración del
genoma humano, que contiene toda la información sobre nuestras características (color
del pelo, de la piel, etc.) que heredamos de
nuestros padres. Este descubrimiento permitirá conocer el origen de muchas enfermedades y, por tanto, tratamientos para curarlas.
El descubrimiento de medicamentos, como la penicilina, las nuevas técnicas de diagnóstico, como las radiografías o las ecografías,
y avances, como la microcirugía, han mejorado la curación de enfermedades y alargado la vida de las personas.
Los avances en los transportes
Los avances en las viviendas
• En química, el descubrimiento de nuevos
materiales, como los plásticos, los tejidos
sintéticos o los abonos artificiales que tienen
numerosas aplicaciones.
Los avances en la medicina
• En el transporte terrestre, se fabrican nuevos vehículos que
ahorran energía y contaminan menos. También se han construido trenes de alta velocidad que recorren grandes distancias en poco tiempo.
Dos de los principales avances que se produjeron en las viviendas fueron la llegada de la
electricidad y del agua potable.
El agua que se recoge de los ríos en los embalses o que se extrae de los acuíferos mediante
pozos se somete a un proceso de potabilización para eliminar de ella todo lo que nos pueda perjudicar. Después, se conduce por medio
de canales y tuberías.
9
Unidad
Los avances de la ciencia y la tecnología
Los ordenadores utilizan programas que pueden realizar diversas
funciones: controlar semáforos, robots o tráfico aéreo, procesar
textos, realizar cálculos, analizar imágenes… Todas estas funciones tienen aplicaciones en las industrias, en los colegios, en los
transportes, en la medicina, etc.
En muchos lugares del planeta, como puedes ver
en la imagen A, todavía no llega el agua potable
a las viviendas, y las personas tienen que recorrer
grandes distancias para conseguirla. Busca información y cita algunos lugares donde no hay agua
potable en las viviendas.
Los cascos de las motos están elaborados con un
material plástico transparente que no se astilla al
golpearlo. ¿Crees que la fabricación de este material es un gran avance? Justifica tu respuesta.
En los últimos tiempos, el uso de los ordenadores está muy ligado a Internet o red mundial en la que millones de ordenadores
conectados entre sí pueden intercambiar información.
ACTIVIDADES
1 ¿Qué tipo de transportes conoces? Expli-
2 Actualmente, uno de los medios de co-
ca alguno de los avances que se han producido en las máquinas que utiliza cada
uno de ellos.
municación que se usan es la videoconferencia. Busca información y explica en qué
consiste.
144
Sugerencias metodológicas
Puede plantear el estudio de esta doble página en relación con lo es­
tudiado a lo largo del curso, por medio de preguntas: ¿Qué máquinas
han permitido conocer a los seres vivos y estudiar sus funciones?
¿Qué máquinas y aparatos han ayudado a conocer el interior de nues­
tro cuerpo? ¿Qué otras han mejorado nuestra salud y curado nuestras
enfermedades? ¿Cuáles aplicamos al conocimiento de la materia?
¿Para obtener o transformar energía?
Además de ampliar la información contenida en el texto, puede hacer
reflexiones sobres las implicaciones de los avances científicos. Por
ejemplo: 1. Hace tres siglos, un reloj de precisión era un tesoro e in­
cluso un secreto militar. ¿Por qué? 2. Hace pocos siglos, grandes cien­
tíficos se habrían alegrado de tener en sus manos telescopios y mi­
croscopios que hoy se venden a bajo precio. 3. El ordenador que
tienes en casa o en el colegio es muchísimo más potente que el que
permitió llevar a los primeros astronautas a la Luna.
Conviene hacer saber que hay revistas científicas que divulgan la cien­
cia o que ofrecen noticias de ciencia y tecnología; que los periódicos
suelen tener secciones que divulgan descubrimientos científicos; y
que en las bibliotecas públicas hay libros de ciencias de todas las dis­
ciplinas y a muchos niveles de profundidad.
145
Trabajo con la imagen 2
Respuesta abierta, sobre todo relacionada con el hecho de poder en­
viar ayuda a lugares inaccesibles o donde no hay otros medios de co­
municación: rescates de náufragos o de montañeros, envío de ayuda
humanitaria a regiones devastadas por algún desastre natural, trasla­
do rápido de personal sanitario en casos de accidentes, etc.
1 Respuesta abierta. Acerca del transporte terrestre, marítimo, aéreo y
aeroespacial, pueden elegirse una o dos máquinas y describir por qué
supusieron o suponen un avance en el mundo del transporte.
2 Permite que dos o más personas, delante de un ordenador, puedan
hablar entre sí en tiempo real, transmitiendo voz e imagen.
Actividades de ampliación
Proyectos
Para investigar
Consulta la sección de ciencia y tecnología de distintos periódicos.
Selecciona tres descubrimientos y explica qué repercusión crees
que te tendrán en tu vida en los próximos años.
Soluciones
Trabajo con la imagen 1
a) Se calcula que alrededor de 800 millones de personas no tienen
actualmente acceso al agua potable. A través de Internet y de otros
medios de comunicación, el alumnado podría buscar información
sobre el «Día Mundial del Agua» o el «Foro Mundial del Agua».
Entre los países con graves dificultades están muchos subsaharia­
nos y algunos centroamericanos y asiáticos.
b) El material del casco es duro, por lo que protege el cráneo contra
las caídas. Al no astillarse, no produce heridas al usuario en caso de
accidente.
Aprendizaje cooperativo. 1. Grupos heterogéneos de cuatro
miembros. Estructura de rompecabezas. Tema de trabajo: los
tres inventos más importantes. Subtemas: a) En relación con el
estudio de los seres vivos. b) En relación con la medicina y la sa­
lud. c) En el campo de la investigación de la materia. d) En el
terreno de las comunicaciones. 2. Estructura de lápices al centro. Eligir cinco inventos que hayan cambiado la historia de la
humanidad. El grupo argumentará acerca de: por qué lo han ele­
gido, qué personas contribuyeron a su invención, qué sería dis­
tinto sin él.
115
Unidad
TAREAS
COMPETENCIAS
Tubo
de plástico
transparente
Hélice
de plástico
rígido
Rayos
solares
Ascenso de
aire caliente
1.º Nombrar un representante del grupo y decidir entre todos los miembros del grupo
qué proyecto se va a realizar.
3.º Repartir entre cada miembro del grupo las
tareas tanto para conseguir los materiales
como las de realización del montaje (pintar,
recortar, tomar fotos del proceso, anotar cada paso del montaje, etc.).
Tejado de plástico
transparente
Entrada
aire frío
1 Haz una lista con todos los materiales que
ha utilizado el equipo de Laura para hacer la
chimenea solar.
entre los miembros del equipo de Laura.
El esquema
Este es el esque
ma de
nuestra chim
enea solar.
En él se puede
n ver los
planos del inv
ernadero,
de la hélice y
de la
torre.
En ellos se mue
stran
las medidas qu
e tienen
todos los elem
ento
que tiene nuest s
ra
chimenea.
Alfiler
Pintura negra
Caja cartón
Turbina
hélice
Pajita
Corcho
170 mm
250 mm
105 mm
Botella
plástico
transparente
El grupo de Laura ha elegido montar una chimenea solar. El resultado final es el que se
muestra en la imagen de la derecha.
2 Explica cómo hubieras repartido tú las tareas
Para prepararla, todo el equipo ha decidido utilizar el ordenador. Entre todos han ordenado una serie de diapositivas que muestran el procedimiento y el fundamento de su proyecto que irán explicando por turnos. A continuación, se muestran dos de ellas: la del esquema y la del funcionamiento
de la chimenea.
900 mm
Este año, el concurso de ciencias del colegio
de Laura consiste en realizar un aparato que
sea capaz de transformar la energía solar en
movimiento. Una vez terminado, los alumnos
y las alumnas deberán hacer una presentación de cómo ha sido el proceso de montaje y cuáles su fundamento. Para ello, deben
utilizar los medios digitales que consideren
adecuados.
2.º Hacer un esquema del proyecto que contenga los planos del montaje, y definir y
conseguir los materiales necesarios para llevarlo a cabo.
Una vez hecho el montaje, llegó el momento de preparar la presentación
con todas las notas y fotos que se tomaron durante el proceso.
Salida de aire caliente
375 mm
Presentamos un proyecto.
La chimenea solar
Pedro, el maestro de Laura, ha decidido que
todos los alumnos de 5.º B tienen que presentarse al concurso y ha dividido la clase en grupos de cuatro personas. A continuación, les ha
dado unas pistas de cómo deben abordar el
trabajo.
TO
AMIEN
NCION
El FU
en
y el interior
El aire que ha
se calienta con
del invernadero
.
el calor del sol
al ser más
El aire caliente,
r la
a ascender po
ligero, tiende
mite que entre
per
e
qu
lo
,
torre
.
al invernadero
más aire frío
rriente
co
a
un
así
Se genera
ar
e que hace gir
continua de air
á en el interior
la hélice que est
del tubo.
Radiación
Sugerencias metodológicas
Una chimenea solar (también llamada «torre solar») es un proyecto
científico real, que obtendría una cantidad notable de energía utili­
zando el calor del sol y a coste bajo una vez realizada la edificación.
Puede localizar información en Internet acerca del proyecto. Una torre
rígida de estas características llegó a construirse, aunque se desmoro­
nó pasado el tiempo. Una redefinición del proyecto contempla la
creación de una torre inflable, no rígida, que debería tener unos
1 000 m de altura para que fuera energéticamente eficaz.
A partir de esta información básica, se plantea este proyecto como
modelo para que el alumnado pueda reflexionar acerca de hechos
como los siguientes:
– Actualmente, los proyectos científicos implican el trabajo de mu­
chos sabios: ingenieros, arquitectos, técnicos en energías…
– Los proyectos de estas dimensiones plantean muchos problemas
técnicos y son muy caros, por lo que suelen financiarse por grupos
de países.
– El trabajo requiere muchas fases: una fundamentación teórica, unos
planos de construcción y funcionamiento, una especificación de ma­
teriales, una elaboración de presupuestos, un informe sobre daños y
prevención de accidentes…
– Antes de realizar la construcción, se realizan maquetas de diferentes
tamaños para comprobar si funciona.
El proyecto que se propone es técnicamente realizable y con los ma­
teriales que se indican. Las dimensiones de la torre son variables y
están en función de las disponibilidades. El tubo de plástico transpa­
rente no tiene por qué serlo: en el dibujo, sirve para identificar y des­
cribir el movimiento del molinillo, y podría sustituirse por un visor
dentro de un tubo opaco para observar ese movimiento.
El alumnado podría buscar proyectos similares, o hacer alguno pro­
pio, siguiendo algunos de los pasos estudiados: fundamentación teó­
rica, esquema, material preciso…
solar
r
sola
Radiación
a
A medid
se
que el aire
a
aproxima ,
nea
la chime
su
aumenta
ra
atu
temper
ad
y velocid
Aire frío
entrante
Aire frío
entrante
3 Explica cómo se transforma la energía del Sol en energía cinética en la
chimenea solar.
146
116
9
147
Soluciones
1 Deberán extraerlos de la información que proporciona el esquema
incluido en la página: caja de cartón o madera, pintura, cinta adhesi­
va, láminas de plástico transparente, una botella o botellón de plásti­
co, un tubo transparente u opaco de cierta altura, un tapón o similar,
un molinillo de papel, clavos o alfileres.
2 El alumnado podría sugerir distribuir las tareas de otra manera.
3 El fundamento teórico parte de la entrada de aire frío por los agujeros
de la caja, el calentamiento en su interior (la luz entra por el plástico
transparente, se calienta en el interior de la caja pintada de negro y
asciende por convención por el tubo, moviendo el molinillo o genera­
do). Se puede aprovechar para recordar las propiedades de los gases,
su dilatación por el calor, su disminución de densidad que lo hace as­
cender mientras el aire frío ocupa su lugar…
Actividades de ampliación
Proyectos
Para investigar
Taller de ciencias titulado «Cocinar con el Sol».
Aprendizaje cooperativo. Estructura de lápices al centro. Cada
grupo elige dos máquinas que les gustaría que se inventaran. No
se trata de «deseos», sino de máquinas que puedan funcionar
realmente, para lo cual deberían describir:
¿Para qué sirve la máquina? ¿Cómo funcionaría? ¿Por qué consi­
deran que esa máquina debería inventarse, por el bien de la hu­
manidad? ¿Cómo la llamarían?
Unidad
9
REPASO DE LA UNIDAD
5 Se estima que un avión de pasajeros consu-
RESUMO
me 270 litros de queroseno por cada minuto.
Indica en tu cuaderno qué texto debería ir en los recuadros A, B, C, D, E y F.
• Busca en el diccionario el significado de
la palabra queroseno y escríbelo en tu
cuaderno.
LA ENERGÍA
la obtenemos
de
se transforma
de
es una necesidad
básica para
• Calcula cuántos litros gastará el avión en
un vuelo que dura dos horas.
la necesitan
6 Escribe diez líneas para describir lo que ves
en la imagen.
7 ¿Cuáles han sido las mejoras en la comuni-
D
cación durante finales del siglo xx?
que nos ayudan
que pueden
ser
8 ¿Qué permite hacer hoy en día un ordena-
E
dor? ¿Por qué te parece un gran avance?
9 Escribe los nombres de tres máquinas sim-
que pueden ser
ples que utilices en tu casa y de tres máquinas compuestas.
A
como
F
AVANZO
como
que han permitido
B
C
1 Amplia el esquema en tu cuaderno incluyendo algunos ejemplos de transformaciones
de energía.
2 Apoyándote en el esquema escribe un resumen en el que expliques qué son las fuentes
de energía y sus tipos.
3 Explica en tu cuaderno cómo añadirías al esquema el contenido asociado a esta imagen.
10 En el futuro, tendrás tu propia casa. En ella
podrás colocar elementos que ya están inventados, con los que disminuir el consumo
de energía y aprovechar fuentes de energía
renovables:
• Placas solares para captar el calor del sol
y calentar agua.
• Un generador eólico para producir electricidad a partir del viento.
• Un jardín hidropónico para producir algunos alimentos.
• Detectores que encienden o apagan luces según haya o no presencia humana.
4 Haz una lista con algunas de las medidas que
a) Busca el significado de hidropónico y
anótalo en tu cuaderno.
tú puedes adoptar para ahorrar energía en tu
vivienda. Puedes consultar la imagen del libro
que se muestran algunas de ellos.
b) Imagina que la casa de la foto de la derecha es tu futura casa. ¿En qué lugares
colocarías los elementos anteriores?
148
Sugerencias metodológicas
Como en otras ocasiones, el esquema resume aspectos trabajados en
la unidad y puede ampliarse en algunas ramas.
Se puede pedir al alumnado que indique en la proximidad en qué re­
cuadros colocaría cierta información.
Resumo
El esquema debe completarse con la siguiente información:
149
6 En la descripción deben aparecer: parque eólico, generador eólico, el
alternador que hay en su interior y la tarea que realiza (transformar la
energía cinética del viento en electricidad). Debe nombrar la fuente
de energía (viento). También, debería incluir las ventajas y los inconve­
nientes de este tipo de instalaciones para producir electricidad.
7 Telefonía fija, telefonía móvil, radio, televisión, computación (ordena­
dores) e Internet.
8 Nos permite recibir, almacenar y enviar informaciones. Recibir y enviar
imágenes y sonidos. Escribir y calcular…
A: Renovables. B: Sol, viento, agua en movimiento, biomasa. C: Car­
bón, petróleo, gas natural, combustibles nucleares. D: Para hacer fun­
cionar nuestros medios de transporte, máquinas del hogar, industrias,
ordenadores, para cocinar… E: A desarrollar nuestras actividades:
construir edificios, realizar tareas agrícolas, pescar… F: Compuestas.
9 Respuesta abierta. Máquinas simples: sacacorchos, tenazas, destorni­
1 Debe ampliarse en dos ramas: Transformaciones de la energía en la
10 a) Hidropónico: un cultivo hidropónico es el que se realiza en solucio­
naturaleza y transformaciones de la energía en máquinas y dispositi­
vos humanos; como se describe en las páginas correspondientes del
libro.
2 Las fuentes de energía son los recursos de los que obtenemos ener­
gía para realizar nuestras actividades. Pueden ser renovables y no re­
novables.
llador, cascanueces, tijeras… Máquinas compuestas: carretilla, bicicle­
ta, cualquier electrodoméstico…
Avanzo
nes acuosas con algún soporte como arena o grava. b) Las placas so­
lares se pueden instalar en los tejados o en zonas soleadas próximas a
la vivienda. El generador eólico, en la zona de la parcela más ventosa,
o en el tejado. Detectores de luz, en las zonas de entrada a la vivien­
da. Cultivos hidropónicos en invernadero o en macetas, en zonas so­
leadas y protegidas de los vientos fríos…
3 Abriendo otra rama con el título «Podemos reducir su consumo».
4 Utilizando luz natural cuando sea posible. Cerrando ventanas si están
encendidos el aire acondicionado o la calefacción. Apagando apara­
tos que nadie utiliza. Apagando luces encendidas innecesariamente.
Si nos duchamos, en lugar de bañarnos. Si utilizamos bombillas de
bajo consumo. Si abrimos lo imprescindible la puerta del frigorífico. Si
utilizamos la lavadora o el lavaplatos a plena carga.
5 Queroseno: fracción del petróleo natural, obtenida por refinación y
destilación, que se destina al alumbrado y se usa como combustible
en los propulsores de chorro. 270 l/min ∙ 120 min = 32 400 litros de
queroseno en dos horas.
Aprendizaje cooperativo. 1. Completar y ampliar el mapa con­
ceptual, en estructura de mapa conceptual a cuatro bandas. Gru­
pos heterogéneos de cuatro miembros. Actividades de completar
el esquema y las actividades 1, 2 y 3. 2. Para aplicar lo aprendido y
fomentar la imaginación y la creatividad, aconsejamos realizar una
actividad de trabajo cooperativo asociada al apartado «Avanzo»,
con estas características: grupos de cuatro miembros trabajando
con la estructura de lápices al centro. Lectura y abordaje de las ac­
tividades a y b. Ampliación de la tarea: diseño de una vivienda, con
eficiencia energética, para el futuro.
117
REPASO TRIMESTRAL
1 Un objeto de 450 g ocupa un volumen de
100 cm3.
a) Calcula su densidad.
b) Razona si flotará en el agua.
2 Explica el tipo de mezclas que obtienes en
cada caso. Justifica tu respuesta.
a) Trocitos de hierro con varias canicas de vidrio.
b) Cuatro litros de agua con una cucharada
de sal.
Tercer trimestre
4 Copia y completa esta tabla:
Cambio
de estado
Calentar
o enfriar
6 Explica qué es el acero inoxidable. ¿Qué
Nombre
del cambio
Pasar de sólido
a líquido
Pasar de
líquido a gas
Pasar de gas
a líquido
Pasar de
líquido a sólido
3 Uno de los electrodomésticos que se encuentran en la cocina de tu casa es el frigorífico:
a) ¿Qué es el congelador de un frigorífico?
Nombra algunas cosas que se meten
en él y lo que les sucede al cabo de un
tiempo.
ventaja tiene usar cucharas de acero inoxidable frente a las cucharas de hierro?
7 Di qué forma de energía usarías para conseguir estos cambios y qué tipo de cambios
son:
a) Hacer hervir agua.
b) Poner en marcha un motor eléctrico.
c) Cortar un trozo de papel.
9 Copia y completa esta tabla sobre las fuentes de energía:
Central de
producción de
electricidad
Hidroeléctrica
Térmica
de carbón
Térmica
de gas
d) Iluminar una habitación.
e) Romper una piedra.
5 La fotografía inferior se tomó en una industria metalúrgica. Describe lo que está sucediendo mientras se tomó la fotografía. Piensa en la sustancia que hay en el recipiente,
en su estado, cómo se ha conseguido fundirla y qué se pretende con ello.
b) Averigua de qué materiales está hecho el
frigorífico y clasifícalos en naturales y artificiales.
Fuente que usa Tipo de fuente:
para producir renovable o no
electricidad
renovable
Eólica
f) Encender un quemador de una cocina.
Fotovoltaica
(paneles solares)
g) Hacer crecer una planta.
h) Secar una camisa.
8 En la imagen inferior se muestran varias máquinas.
10 Explica por qué decimos que los combustibles fósiles son fuentes no renovables de
energía.
a) Nómbralas.
b) Di cuáles son simples y cuáles son compuestas.
A
11 Explica el comportamiento de los objetos
de la imagen inferior cuando se aplican
fuerzas sobre ellos.
B
B
A
C
D
C
150
Sugerencias metodológicas
Este repaso se orienta fundamentalmente a la aplicación de conoci­
mientos y a la explicación de fenómenos físicos corrientes. En la ma­
yoría de ejercicios, los escolares no encontrarán en el libro las solucio­
nes, y deberán esforzarse por razonar, argumentar, ejemplificar,
formular hipótesis… Puede sugerírseles que, además de la argumen­
tación, planteen experimentos para comprobar la validez de sus afir­
maciones (en las actividades 2, 8 y 11, especialmente). Es aconsejable
que el alumnado interiorice que el conocimiento del mundo físico re­
quiere observar, plantear hipótesis y comprobar su validez mediante
experimentos que demuestren su validez o su falsedad.
Soluciones
1 a) Densidad = 4,5 g/cm3. b) El objeto no flotará en el agua porque su
densidad es mayor que la del agua.
2 a) Heterogénea, porque se pueden distinguir los componentes a sim­
ple vista. b) Homogénea porque no se puede distinguir la sal del agua.
3 a) Es una zona en la que el frigorífico enfría más, en su interior las tem­
peraturas son inferiores a cero grados centígrados. Se introducen ali­
mentos y líquidos que, al cabo de un tiempo, se congelan. b) Pueden
nombrar plásticos y metales como el aluminio; también el acero (alea­
ción). Todos los materiales que lo forman pueden ser considerados
artificiales, porque los metales se obtienen de minerales.
4 La tabla puede quedar así:
Cambio de estado > Calentar o enfriar > Nombre del cambio de estado
Pasar de sólido a líquido > Calentar > Fusión
Pasar de líquido a gas > Calentar > Vaporización
Pasar de gas a líquido > Enfriar > Condensación
Pasar de líquido a sólido > Enfriar > Solidificación
5 Se trata de un metal en estado líquido. Se ha conseguido fundirlo ca­
lentándolo mucho. Lo que se pretende es trasladar el metal fundido
118
151
(hierro o acero) a unos moldes y dejarlo enfriar para que tome la for­
ma deseada: vigas, láminas, postes… que después serán usados en la
construcción, en la fabricación de piezas para máquinas…
6 El acero es una aleación de hierro y carbono. Es más resistente que el
hierro y no se oxida, con lo que los objetos fabricados con acero son
más duraderos que los fabricados con hierro solo.
7 a) Energía térmica; cambio físico (cambio de estado). b) Energía eléc­
trica; cambio físico (movimiento). c) Energía mecánica; cambio físico
(deformación). d) Energía luminosa (no tienen por qué producirse
cambios perceptibles, salvo que la habitación queda iluminada).
e) Energía mecánica; cambio físico (deformación). f) Energía térmica;
cambio químico (combustión). g) Energía luminosa; cambio químico
(fotosíntesis). h) Energía mecánica; cambio físico (cambio de estado).
8 a y b) A. Polea, simple. B. Carretilla, compuesta. C. Alicates, simple.
D. Bicicleta, compuesta.
9 La tabla puede quedar así:
Central de producción de electricidad > Fuente que usa para produ­
cir electricidad > Tipo de fuente: renovable, no renovable.
Hidroeléctrica > Agua en movimiento (salto de agua) > Renovable
Térmica de carbón > Carbón > No renovable
Térmica de gas > Gas natural > No renovable
Eólica > Viento > Renovable
Fotovoltaica > Luz solar > Renovable
10 Porque los consumimos más rápidamente que lo que tardan en for­
marse y por eso pueden llegar a agotarse.
11 a) Las gomas se deforman pero recuperan su forma cuando cesan las
fuerzas que actúan sobre ellas; tienen comportamiento elástico.
b) Los vidrios pueden romperse; tienen comportamiento rígido; pue­
de mencionarse que la rotura tiene que ver con la intensidad y la di­
rección de las fuerzas que se aplican. c) El papel tiene comportamien­
to plástico, se deforma y no recupera su forma original cuando cesan
las fuerzas que se ejercen sobre él.
Anotaciones